- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
若不等式+
+…+
>
对一切正整数n都成立,猜想正整数a的最大值,并证明结论.
正确答案
见解析
解:当n=1时,+
+
>
,
即>
,所以a<26,而a是正整数,
所以取a=25.
下面用数学归纳法证明:
+
+…+
>
.
①当n=1时,已证;
②假设当n=k时,不等式成立,
即+
+…+
>
.
则当n=k+1时,有
+
+…+
=+
+…+
+
+
+
-
>
+[
+
-
].
因为+
=
>
,
所以+
-
>0,
所以当n=k+1时,不等式也成立.
由①②知,对一切正整数n,
都有+
+…+
>
,
所以a的最大值等于25.
已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=145.
(1)求数列{bn}的通项公式bn;
(2)设数列{an}的通项an=loga(其中a>0且a≠1).记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Sn与
logabn+1的大小,并证明你的结论.
正确答案
(1)bn=3n-2.(2)当a>1时,Sn>logabn+1,当0<a<1时,Sn<
logabn+1
(1)设数列{bn}的公差为d,
由题意得
∴bn=3n-2.
(2)由bn=3n-2,知Sn=loga(1+1)+loga+…+loga
=loga
而logabn+1=loga
,于是,比较Sn与
logabn+1的大小比较
(1+1)与
的大小.
取n=1,有1+1=>
=
,
取n=2,有(1+1)>
>
=
.
推测(1+1)…
>
,(*)
①当n=1时,已验证(*)式成立;
②假设n=k(k≥1)时(*)式成立,即(1+1)>
,
则当n=k+1时,
(1+1)>
.
∵-
=
>0,∴
,
从而(1+1),即当n=k+1时,(*)式成立.由①②知(*)式对任意正整数n都成立.于是,当a>1时,Sn>
logabn+1,当0<a<1时,Sn<
logabn+1
已知,
是函数
的两个零点,其中常数
,
,设
.
(Ⅰ)用,
表示
,
;
(Ⅱ)求证:;
(Ⅲ)求证:对任意的.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)详见解析,(Ⅲ)详见解析.
试题分析:(Ⅰ)由题意得:,
.因为
,所以
.
.对抽象的求和符号具体化处理,是解答本题的关键.(Ⅱ)
而
,(Ⅲ)用数学归纳法证明有关自然数的命题. (1)当
时,由(Ⅰ)问知
是整数,结论成立.(2)假设当
(
)时结论成立,即
都是整数,由(Ⅱ)问知
.即
时,结论也成立.
解:(Ⅰ)由,
.
因为,所以
.
. 3分
(Ⅱ)由,得
.
即,同理,
.
所以.
所以. 8分
(Ⅲ)用数学归纳法证明.
(1)当时,由(Ⅰ)问知
是整数,结论成立.
(2)假设当(
)时结论成立,即
都是整数.
由,得
.
即.
所以,
.
所以.
即.
由都是整数,且
,
,所以
也是整数.
即时,结论也成立.
由(1)(2)可知,对于一切,
的值都是整数. 13分
是否存在常数a,b使等式对于一切n∈N*都成立?若存在,求出a,b的值,若不存在,请说明理由。
正确答案
详见解析.
试题分析:先假设存在符合题意的常数a,b,c,再令n=1,n=2,n=3构造三个方程求出a,b,c,再用用数学归纳法证明成立,证明时先证:(1)当n=1时成立.(2)再假设n=k(k≥1)时,成立,递推到n=k+1时,成立即可.
试题解析:解:若存在常数a,b使得等式成立,将n=1,n=2代入等式
有:
即有: 4分
对于n为所有正整数是否成立,再用数学归纳法证明
证明:(1)当n=1时,等式成立。 5分
(2)假设n=k时等式成立,即
7分
当n=k+1时,即
11分
也就是说n=k+1时,等式成立,
由(1)(2)可知等式对于任意的n∈N*都成立。 12分.
求证:32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.
正确答案
(1)当n=1时,式子32n+2-8n-9=34-8-9=64能被64整除,命题成立.…2分
(2)假设当n=k时,32k+2-8k-9能够被64整除. …4分
当n=k+1时,
32k+4-8(k+1)-9
=9[32k+2-8k-9]+64k+64
=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)…8分
因 为32k+2-8k-9能够被64整除,
∴9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除. …10分
即当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)可知,32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.…12分
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